מחקר חדש מגביר ומחזק את הקישורים שהובילו את המדענים להציע את "תורת הזדקנות הטרנספוזון".

"עד כה היו אסוציאציות והצעות שלכולנו הגיוניות, אבל ההבדל במדע הוא שאתה צריך את הנתונים כדי לגבות את דעתך."

טרנספוזונים הם אלמנטים סוררים של DNA המתפרקים בתאים מזדקנים ושובבים את עצמם במקומות אחרים בגנום, ועלולים ליצור כאוס מקצר תוחלת החיים במרכבים הגנטיים של רקמות.

ככל שהתאים מתבגרים, מחקרים קודמים הראו כי עטיפת הטרוכרומטין הפצועה בחוזקה שבדרך כלל כלוא טרנספוזונים הופכת להיות רופפת יותר, ומאפשרת להם להיחלץ ממיקומם בכרומוזומים ולעבור לחדשים, ולשבש את תפקוד התא התקין. בינתיים, מדענים הראו שהתערבויות הקשורות, כמו הגבלת קלוריות או מניפולציה של גנים מסוימים, יכולות להאריך באופן מופגן את תוחלת החיים בחיות מעבדה.

"בדו"ח הצעד הגדול קדימה הוא לקראת האפשרות לקשר סיבתי אמיתי", אומר סטיבן הלפנד, פרופסור לביולוגיה באוניברסיטת בראון ומחבר בכיר של מחקר חדש בנושא PNAS של האקדמיה הלאומית למדעים. "עד כה היו אסוציאציות והצעות שלכולנו הגיוניות, אבל ההבדל במדע הוא שאתה צריך את הנתונים כדי לגבות את דעתך."

חיבור הנקודות

התוצאות החדשות, בהובלתו של חוקר הסגל ג'ייסון ווד, מגיעות מכמה ניסויים יסודיים וישירים בחיבור הנקודות בין הטרוכרומטין היחלש, ביטוי מוגבר של טרנספוזון, הזדקנות ותוחלת חיים.

בקבוצה אחת של ניסויים, הצוות תפס ויזואלית אלמנטים הניתנים להחלפה בפעולה של קפיצה בזבובי פירות כשהתבגרו. הם הכניסו קטעים גנטיים מיוחדים לתאי גוף השומן, המקבילה לכבד אנושי ותאי שומן בזבובים שיזהרו ירוק בוהק כאשר אלמנטים ספציפיים הניתנים להחלפה נעים בגנום. מתחת למיקרוסקופ המדענים יכלו לראות תבנית ברורה של האופן שבו "המלכודות" הזוהרות נדלקו יותר ויותר ככל שהזבובים מזדקנים.

הגידול בפעילות הטרנספוזונים לא היה יציב ככל שהזבובים גדלו. "הזבובים מגיעים לגיל מסוים ואז זה ממריא בצורה אקספוננציאלית יותר", אומר ווד. הנתונים מראים כי מסגרת הזמן שבה פעילות האלמנטים הניתנים להחלפה באמת מתחילה לעלות מתואמת היטב עם הזמן שבו הזבובים מתחילים למות.

מספר ניסויים בעיתון מראים גם כי התערבות מרכזית שכבר ידועה כמעלה את תוחלת החיים, תזונה דלת קלוריות, מעכבת באופן דרמטי את תחילת פעילות הטרנספוזון.

כדי לבחון עוד יותר את הקשר בין ביטוי טרנספוזון ותוחלת חיים, הצוות בדק את ההשפעות של מניפולציות של גנים הידועים כמשפרים את דיכוי ההטרוכרומטין שאינם נמצאים רק בזבובים, אלא גם ביונקים. לדוגמה, הגברת הביטוי של הגן Su (var) 3-9, המסייע ביצירת הטרוכרומטין, האריכה את תוחלת החיים המרבית של הזבוב מ -60 ל -80 יום. ביטוי גובר של גן בשם Dicer-2, שמשתמש במסלול ה- RNA הקטן לדיכוי טרנספוזונים, הוסיף משמעותית גם לתוחלת החיים.

לבסוף, הם הראו כי תרופה אנטי-אייד בשם 3TC, המעכבת הפעלה של טרנספוזונים ותנועתם למיקומים חדשים בגנום, יכולה להחזיר תוחלת חיים מסוימת לזבובים בעלי מוטציה המשביתה את Dicer-2.

השלבים הבא

לגבי כל התוצאות החדשות, הלפנד אומר שעדיין לא הגיע הזמן להכריז על הסף כי טרנספוזונים הם גורם להשפעות הבריאותיות של ההזדקנות. "הם יוצרים סיפור חזק", הוא אומר. "אנחנו מתחילים לשים את הבשר על השלד."

אבל ניסויים חדשים מתוכננים. לדוגמה, הצוות יעודד בכוונה ביטוי של אלמנטים הניתנים להחלפה כדי לראות אם זה מערער את הבריאות ותוחלת החיים. גישה נוספת יכולה להיות שימוש בטכניקת עריכת הגנים החזקה של CRISPR כדי להשבית באופן ספציפי את יכולתם של אלמנטים הניתנים להחלפה להתגייס בתוך הגנום. אם התערבות זו הייתה משפיעה על תוחלת החיים, זה יהיה מובהק גם כן, אומר הלפנד.

הצוות ממשיך גם לפתח התערבויות תרופתיות בתקווה להגדיל את יעילותו וללמוד עוד על בטיחותו.

בראון גם מוביל מענק חדש עם אוניברסיטת ניו יורק ואוניברסיטת רוצ'סטר לקידום חקר הטרנספוזונים בהזדקנות.

למרות שנראה כי טרנספוזונים מהווים גורם משמעותי בהזדקנות, אומרים הלפנד ווד, אך הם צפויים להיות רק חלק ממערך רחב יותר של תהליכים שפוגעים בבריאות לאורך זמן. "ישנם הרבה מנגנונים פוטנציאליים המשפיעים על תהליך ההזדקנות", אומר ווד. "יש הרבה דברים שקורים, אבל אנחנו חושבים שזה אחד מהם."

המכונים הלאומיים לבריאות והפדרציה האמריקאית לחקר הזדקנות מימנו את המחקר.

מקור: אוניברסיטת בראון

ספרים קשורים

at InnerSelf Market ואמזון